人教版高二物理选修3-1 第一章：静电场 复习 (共31张PPT)

①导体内部场强处处为零； ②处于静电平衡状态的导体 问题3：任意两点间还会有电势差 是个等势体，其表面是个等 吗？ 势面。
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验证一：导体内部场强为零
铝板
金属笼
验电羽
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一、静电平衡
E2
2.静电平衡特点：
E1=E2
E合=0
E1
问题4：孤立的带电导体能够达到 静电平衡吗？ ③导体内部没有净电荷，净
I
避雷针的原理
I
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静电除尘
烟尘颗粒
电子奔向正极过程中遇到尘粒，使 尘粒带负电吸附到正极被收集。
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尖端放电的应用
电 火 花 打 点 计 时 器
汽车发动机的火花塞
燃气灶的点火器
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二、静电现象的应用
2.静电屏蔽
由于静电感应，可使金属 网罩或金属壳内的场强为 零，相当于遮挡了外界电 场对它内部的影响，这种 现象叫做静电屏蔽。
谢谢！
高 中 物 理
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验证三：带电体尖端电荷密
尖端金属体
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二、静电现象的应用
1.尖端放电
尖端电荷密，电场强度大 使残留带电粒子剧烈运动
粒子撞击使空气分子电离
正电荷奔向尖端与其中和
相当于尖端把负电荷释放到空气中
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避雷针
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二、静电现象的应用
2.静电屏蔽
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。
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（2）根据电势差公式可得：
=75V，A点电势比B点电势高75V。
CA点UU、BA电CBC间势WWqqBA的CB比电A1点422.势...5000电1111差0000=势7799：-2高U0A01C＝V2， 5UVAC。B＋点U电BC势＝比75+B(点-2电00势)＝高-210205VV。
2020/5/29
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3
7．电势差与电势的比较
电势φ
电势差U
区 别
定义
电势能与电荷量的比值φ 静电力做的功与电荷量的
＝EP/q
比值U＝W/q
决定因素
由电场和在电场中的位置 决定
由电场和场内两点位置决 定
相对性 与势能零点选取有关 与势能零点选取无关
数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 联 标矢性 都是标量，但均有正、负 系
B．在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力做的功WAB与电 荷量q成正比
C．UAB与q、WAB无关，与是否移动电荷也没有关系 D．WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关
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2．下列说法正确的是( BC) A．电势差与电势样，是相对量，与零电势点的选取有关
B．电势差是一个标量，但有正、负之分
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2
4.电势差是标量，但有正值和负值。电势差的正值和负值表示 两点间电势的高低。例如：当A点电势比B点电势高时UAB为正值， UBA为负值。 5．电场中各点间的电势差可依次用代数法相加计算，例如： UAD=UAB+UBC+UCD。 6．选择不同位置作为电势零点，电场中某点电势的数值会改变， 但电场中某两点间电势差保持不变。
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处于静电平衡状态导体的性质
(1)导体内部的场强处处为零。 (2)导体表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。 (3)导体所带的净电荷只分布在导体的外表面上，导体内部没有净电荷 (4)处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面是等势面。
三、静电屏蔽
具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅导体内部场强 为零，而且腔内场强也为零，因而置于腔内的物体不受外界电场的影响， 这种作用叫静电屏蔽。
导体刚放 入匀强电 场中
只要 E不为零， 自由电子作定 向运动
改变电荷分 布，产生附 加场
E内E0 E'
两者大小相等， 方向相反——完 全抵消——达到
静电平衡
静电平衡条件
E内 0
处于静电平衡状态导体的特点
(1)导体内部的场强处处为零。
(2)导体表面上任何一点的场强方向跟该点 的表面垂直。
(3)处于静电平衡状态的导体是等势体，导 体表面是等势面。 （地球是个等势体）
第一章 电 场
七 静电现象的应用
新课：实验分析
金
EO
属
导
体
一、静电平衡状态 E = E0 – E`
导体中（包括
Байду номын сангаас
表面），没有电 荷的定向移动的
EE`E``= E0 (方向相反)
E0
状态叫做静电平 衡状态。
内F部F 合场F 强 E=0
处于静电平 衡状态的导体内 部的场强处处为 零。
导体静电平衡条件
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
静电现象的其他应用
1．静电除尘 2．静电植绒 3．静电喷涂 4．静电分选 5．静电复印
例题: 空间中一个点电荷Q，现将一不带电，长为 L金属棒缓慢移向Q，问，当金属棒A端距Q的距离为 R时，金属棒中心的场强为多大？感应电场多大？

⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面 的内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
最新中小学教学课件
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谢谢欣赏！
• 雷电是怎样形成的？物体带电是怎么回事？电荷有 哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类 应该怎样利用这些规律？……
• 这些问题正是本章要探究并做出解答的知识。
知识导航
• 本章是高中阶段电学内容的开始，在整个高中物理 知识体系中具有承上(力学)启下(电磁学)的重要位 置。
• 本章知识在结构上可以分为三个单元：1～3节为第 一单元，主要学习电学中两个最基本的定律——电荷 守恒定律和库仑定律，学习描述电场力的性质的物 理量——电场强度；4～6节为第二单元，学习描述电 场能的性质的物理量——电势、电势差，电势差与电 场强度的关系；7～8节为第三单元，主要学习电场 知识的应用——电容器、电容，带电粒子在电场中的 加速和偏转，还简单介绍了静电现象在生产和生活 中的应用。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的 问题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知 识逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
• 3．理清本章分析问题的两个角度。
• 一是电场力的性质——从电荷在电场中受力的角度研 究，侧重于利用牛顿运动定律分析处理问题。

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4.电容的串联和并联
1.电容器的串联
特点：
U A C1
C2
C3
q1 q2
q q1 q2 qn
Ci UB 等效 U A C U B qi
U
由
UA U
q
UB
有
U1 U
q q1
2
q2
Un
qn
C
C C1 C2
Cn
1 1 1 1
C C1 C2
Cn
电容器串联后， 等效电容比每 个电容器的电 容都小，但耐 压能力增加了。
从而提高耐压能力。并联使用可以提高容量。
有介质后电容增大 C rC0
电介质的绝缘性能遭到破坏，称为击穿(breakdown)，
所能承受的不被击穿的最大场强叫做击穿场强 (breakdown field strength)，或介电强度 (dielectric strength)。
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例：求一半径为R的金属导体球的电容。
E
dl
A
q ln RB
RB
RA
Edr
RB
RA
20r
dr
20l RA
22
电容
C q U AB
q q ln R B
20l
ln R B
20l
RA
l
RA
l 越大，C 越大。
求电容步骤：
高 斯 面
RA
r
RB
A）让两极板带等量异性电荷并求其电场分布；
B）通过场强计算两极板间的电势差；
C）由电容器电容的定义式C=Q/U求C。
部和表面都没有电荷定向移动的状态。
•导体静电平衡条件： 导体内部场强处处为0。

������������������ 偏移距离:������ = 2������������������02 ������������������ 偏转角:tan������ = ������������������02
2
1 2
示波管原理
知识建构
专题归纳
一
二
三
专题一
电场的几个物理量的求解思路
������ ������
知识建构
专题归纳
一
二
三
专题二
静电力与平衡知识综合
1.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。库仑力实质上就是静电力, 与重力、弹力一样,它也是一种基本力。注意力学规律的应用及受力分析。 2.明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,其中 仅多了一个静电力而已。 3.求解这类问题时,需应用有关力的平衡知识,在正确的受力分析(如合 成分解法、矢量图解法、相似三角形法、整体法等) 基础上,运用平行四边 形定则、 三角形定则或建立平面直角坐标系,应用共点力作用下物体的平衡 条件、灵活解决。 注意 :(1)受力分析时只分析性质力,不分析效果力;只分析外力,不分析 内力。(2)平衡条件的灵活应用。
知识建构
专题归纳
一
二
三
4.确定静电力的功的思路 (1)根据静电力的功与电势能的关系 :静电力做的功等于电势能的减少 量, WAB=E pA-EpB。 (2)应用公式 WAB=qUAB 计算 : 符号规定 :所移动的电荷若为正电荷,q 取正值 ;若为负电荷,q 取负值;若 移动过程的始点电势 φA 高于终点电势 φB,UAB 取正值;若始点电势 φA 低于终 点电势 φB,UAB 取负值。 (3)应用功的定义式求解匀强电场中静电力做的功 :W=qEl cos θ。注意 : 此法只适用于匀强电场中求静电力的功。 (4)由动能定理求解静电力的功 :W 电+W 其他=ΔE k。 即若已知动能的改变和其他力做功情况,就可由上述式子求出静电力 做的功。

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本章整合
专题一 专题二 专题三 专题四
知识网络
专题突破
专题四 带电粒子在匀强电场和重力场的复合场中的运动 1.由于带电粒子在匀强电场中所受的电场力与重力都是恒力,因 此处理方法有两种: (1)正交分解法 处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的,可以将此复 杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动,而这两个直 线运动的规律是可以掌握的,然后再按运动合成的观点去求出复杂 运动的有关物理量。
用牛顿第二定律找出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度、
位移等,这种方法通常适用于在恒力作用下做匀变速运动的情况。
(2)功和能的关系——动能定理:根据电场力对带电粒子所做的功,
引起带电粒子的能量发生变化,利用动能定理研究全过程中能量的
转化,研究带电粒子的速度变化、经历的位移等。这种方法同样也
适用于不均匀的电场。
带电粒子在电场中的运动,是一个涉及电场力、电势能的力学问
题,研究的方法与质点动力学相同,它同样遵循运动的合成与分解、
牛顿运动定律、动能定理等力学规律,处理问题的要点是要注意区
分不同的物理过程,弄清在不同的物理过程中物体的受力情况及运
动性质,并选用相应的物理规律。在解题时,主要可以选用下面两
种方法。
(1)力和运动关系——牛顿第二定律:根据带电粒子受到电场力,
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本章整合
专题一 专题二 专题三 专题四
知识网络
专题突破
【例2】如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面 的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为6 V,点B 处的电势为3 V,则电场强度的大小为( )
A.200 V/m B.200 3 V/m C.100 V/m D.100 3 V/m

仍张开
D.把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，最后重新让A、B接 触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合
图2
例3 完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔 一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与 A、B接触后移开. (1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多
例5 如图5所示，用起电机使金属球A带负电，靠近验电器B的金
属球，则
A.验电器的金属箔片不张开，因为球A没有和B接触
B.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电 C.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电 D.验电器的金属箔片张开，因为验电器下部的两金属箔片 都带上了负电
图5
小结
5、20世纪后，人们对电的认识再次深入
根据物质的微观结构解释摩擦起电的原因：
原子 （中性）
原子核 （+） 核外电子
（-）
质子（+） 中子（不带电）
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子
二、起电方式
1、摩擦起电
实例 用丝绸摩 擦玻璃棒
用毛皮摩 擦橡胶棒
材料 带电种类 起电的微观机制
玻璃棒 正电荷 物质对电子的束
体分成两 荷种类相同
静电感应使导体表面的电子
个部分
重新分布，发生了转移。
AB
3、接触带电
实例：两个完全相同的带电导体,接触后再分开, 二者将原来所带电量的总和平均分配
++QQ
接触后 再分开
1Ｑ 1Ｑ 22
+Q -3Q
接触后 再分开
-Q -Q
起电的微观机制：电子从一个物体转移到另一个物体
三、电荷守恒定律

•电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远 或负电荷；
•电场线在电场中不相交
•在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密， 电场强度较小的地方电场线较疏，因此可以用电场 线的疏密来表示电场强度的相对大小。
3）几个特殊的电场线分布图
正点电荷
等量异种电荷
负点电荷
等量同种电荷
四、电场能的性质
1、基本性质：电场力做功只与电荷始末位置有关， 与路径无关。
五、电容器的电容
1、电容的定义式：C
Q U
2、平行板电容器：C r S 4πkd
1）电容器充完电后，始终与电源相连，U不变
2）电容器充完电后，与电源断开，Q不变
CQ U
利用的关系式
C rS 4πkd
E U v21 2mv0 2 U
2、偏转
q
2）方向：规定，电场中某点的电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
3）单位：N/C或V/m
kQ
4）特殊电场的场强公式：点电荷 E r 2 匀强电场 E U d
5）电场强度的叠加——遵循平行四边形定则
3、电场线 1）意义：表示电场强弱和方向 2）特点：
•电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方 向。
电容 定义式
等势面
平行板电容器
带电粒子 在电场中 的运动
加速 偏转
一、电荷及其守恒定律
1、自然界存在两种电荷：正电荷和负电荷 2、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消 灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者 从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程 中，电荷的总量保持不变。
3、元电荷e——最小的电荷量。 •e=1.6×10-19C •所有带电体的电荷量都是e的整数倍 •质子的电荷量e，电子的电荷量-e

中的位移x＝2va20＝m2qdUv20，由此式可见：①当v0变为 22v0时，位移
为原来的
1 2
，故选项A、B错误．②当U变为原来的2倍时，位移
为原来的12，故选项C正确、D错误．
答案：C
评
考向二 带电粒子在电场中的直线运动问题
带电体在电场中运动的分析方法 与力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运 动状态和运动过程(平衡、加速或减速；是直线还是曲线)，最 后选用恰当的规律解题．也可以从功和能的角度分析：带电体 的加速(含偏转过程中速度大小的变化)过程是其他形式的能和 动能之间的转化过程，解决这类问题，可以用动能定理或能量 守恒定律．
＝12mv2－12mv20或
qEd ＝12mv2－12mv20(仅在匀强电场中)．
4．带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)运动状态分析：带电粒子以速度 v0 垂直于电场线方向飞 入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向 垂直 的电场力作用 而做 匀变速曲线 运动．
ql2U ③离开电场时的偏移量：y＝12at2＝ 2mv02d .
(3)如(2)中图所示，设粒子在电场中的偏转距离为y，则 y＝12avL02＝2qmELv220 又x＝y＋Ltanα 解得x＝32qmEvL202
【答案】
2L (1) v0
qEL (2)mv20
3qEL2 (3) 2mv20
评
考向三 带电粒子在匀强电场中的偏转问题
求解带电粒子偏转问题的思路 带电粒子经加速电场U1加速，再经偏转电场U2偏转后，需 再经历一段匀速直线运动才会打到屏上，如图所示．
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.